研究論文
水素吸入が網膜症に与える影響

水素吸入が網膜症に与える影響

一言まとめ

新生児網膜症のモデルマウスに対し、水素ガス吸入は血管新生を促進し、異常血管の形成を抑制するとともに、神経グリア機能障害を軽減する効果が確認された。

3分で読める詳細解説

結論

水素吸入は、網膜の血管再生を促進し、異常血管の形成を抑制する治療法として有望である。

研究の背景と目的

新生児網膜症(ROP)は、早産児に見られる主要な網膜血管疾患であり、幼児の失明の主な原因の一つである。ROPの現在の治療法としては抗VEGF療法や網膜光凝固があるが、これらは合併症が多い。水素(H₂)は、神経保護作用や抗酸化作用を持ち、低酸素虚血性疾患に対して有益であり、副作用が少ない治療法として注目されている。しかし、水素がROPにおいて血管新生を促進し、異常な血管形成を抑制するかどうかは未だ不明である。本研究の目的は、酸素誘発網膜症(OIR)マウスモデルにおいて、水素吸入が網膜血管新生、異常血管形成、及び神経グリア機能に及ぼす影響を調査することである。

研究方法

  • 対象: 生後7日目のWTマウス及びNrf2欠損マウス(Nrf2−/−)
  • 酸素濃度: 75%酸素に5日間曝露し、その後常圧空気に戻した。
  • 水素吸入: 水素ガス(3~4%)を1日6時間吸入。グループA(P7~P12)、グループB(P12~P17)、グループC(P7~P17)、および無介入グループ(グループD)で比較(表1参照)。
  • 評価: 網膜の血管閉塞、異常血管形成、血管漏出を分析。血管新生内皮細胞の数はHE染色により計測。さらに、免疫染色やウエスタンブロットを用いて、Nrf2、VEGF、Notch1、Dll4、HIF-1αなどのタンパク質発現を測定(表1)。

研究結果

  • 血管閉塞の減少: P12において、OIRマウスの無介入群では網膜の無血管領域が37.44% ± 5.56%であったのに対し、水素吸入群では23.96% ± 3.97%に減少。
  • 異常血管形成の抑制: P17時点で、異常血管形成の面積は水素吸入群で10.63% ± 2.23%まで減少(図2D)。
  • 神経グリア保護効果: 水素吸入は、網膜アストロサイトの分布や形態の正常化、微小グリアの活性化抑制効果も確認(図3E)。
  • 遺伝子発現の変化: 水素吸入はNrf2の活性化を促進し、Notch/Dll4経路を抑制することが確認された。HIF-1α/VEGF経路も水素による再血管化促進および異常血管形成抑制に関与(図4)。

Appendix(用語解説)

  • Nrf2: 細胞内の酸化ストレス応答を調節する主要な転写因子。
  • VEGF: 血管内皮細胞増殖因子。血管新生を促進する。
  • Dll4: Notchシグナル伝達経路に関与し、血管芽形成を抑制するリガンド。

論文情報

タイトル

Molecular hydrogen promotes retinal vascular regeneration and attenuates neovascularization and neuroglial dysfunction in oxygen-induced retinopathy mice(水素分子は酸素誘発網膜症マウスにおいて網膜血管再生を促進し、異常血管形成および神経グリア機能障害を軽減する)

引用元

Guo, Y., Qin, J., Sun, R., Hao, P., Jiang, Z., Wang, Y., Gao, Z., Zhang, H., Xie, K., & Zhang, W. (2024). Molecular hydrogen promotes retinal vascular regeneration and attenuates neovascularization and neuroglial dysfunction in oxygen-induced retinopathy mice. Biological research57(1), 43. https://doi.org/10.1186/s40659-024-00515-z

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